高中化学苏教必修2讲义专题1微观结构与物质的多样性第1单元第1课时.docx
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高中化学苏教必修2讲义专题1微观结构与物质的多样性第1单元第1课时
第一单元 原子核外电子排布与元素周期律
第1课时 原子核外电子排布
学习目标
核心素养建构
1.知道核外电子能量高低与分层排布的关系
2.能够根据核外电子排布规律写出常见简单原子的原子结构示意图
[知识梳理]
一、原子结构
1．原子的构成
（1）
（2）在多电子原子里，电子的能量不同。
（3）在离核近的区域运动的电子的能量较低，在离核远的区域运动的电子的能量较高。
2．电子层
（1）概念：
人们把核外电子运动的不同区域叫做不同的电子层。
（2）分类
电子层（n）
1
2
3
4
5
6
7
符号
K
L
M
N
O
P
Q
离核远近
由近及远
能量高低
由低到高
3.原子的表示方法
钠原子的结构示意图如下，请注明其意义：
【自主思考】
1．构成原子或离子的粒子（核外电子数与核电荷数）间的数量关系如何？
提示
（1）原子：
核电荷数（质子数）＝核外电子数。
（2）阳离子：
核电荷数（质子数）＝阳离子的核外电子数＋阳离子的电荷数。
（3）阴离子：
核电荷数（质子数）＝阴离子的核外电子数－阴离子的电荷数。
2．核外电子为什么是分层排布的？
提示 因为电子的能量不同，能量相近的电子在同一电子层。
二、原子核外电子的排布规律
1．完成下列表格
核电荷数
元素名称
元素符号
各层电子数
K
L
M
N
1
氢
H
1
8
氧
O
2
6
11
钠
Na
2
8
1
17
氯
Cl
2
8
7
18
氩
Ar
2
8
8
19
钾
K
2
8
8
1
2.核外电子排布规律
【自主思考】
3．最外层是不是一定最多排8个电子？
M层一定容纳18个电子吗？
提示 不是，若K层为最外层，最多排2个电子；不一定，当M层为最外层时，最多容纳8个电子。
4．能量较高的电子为什么易失去？
提示 能量较高的电子排布在离原子核较远的电子层上，原子核对电子的吸引能力弱，故易失去。
[效果自测]
1．判断
（1）核外电子首先占据能量较高的电子层（ ）
（2）每个电子层排布2n2个电子（ ）
（3）某离子的核电荷数与最外电子层上的电子数相等（ ）
（4）某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍（ ）
（5）Mg2＋的结构示意图是：
（ ）
答案
（1）×
（2）× （3）√ （4）× （5）√
2．排布在下列各电子层上的一个电子，所具有的能量最低的是（ ）
A．K层 B．L层
C．M层D．N层
答案A
探究一、原子或离子结构示意图
【合作交流】
1．同一元素的原子和离子的原子构成有什么差异？
提示 核电荷数或质子数相同，核外电子数不相同。
2．原子形成阳离子或阴离子后，其电子层结构发生了哪些变化？
提示 原子形成阳离子后，要减少一个电子层，形成阴离子后电子层数不变，但最外层电子数增多，它们都达到了稳定结构。
【点拨提升】
1．原子结构示意图的表示方法（以Na为例）
2．离子结构示意图
①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体原子相同的电子层结构（电子层数相同，每层上所排的电子数也相同）。
如Mg：
→Mg2＋：
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体原子相同的电子层结构。
如F：
→F－：
【典题例证1】在下列结构示意图表示的微粒中，属于原子的有______（填序号，下同）；属于阳离子的有______；属于阴离子的有______；属于同种元素的有______。
分析以上各图，请总结出原子和离子的区别：
（1）______________________________________________________________________；
（2）______________________________________________________________________；
（3）______________________________________________________________________。
解析同种元素的微粒，质子数一定相同，原子呈电中性，对于阳离子而言，核电荷数必大于核外电子数，对于阴离子而言，核电荷数必小于核外电子数。
原子和离子的区别可以从质子数与核外电子数大小关系、微粒电性等方面考虑。
答案②⑤⑥①④③④和⑤
（1）原子整体上不显电性，离子显电性
（2）原子质子数等于核外电子数，离子质子数不等于核外电子数
（3）离子的最外层一般是8e－（只有一个电子层时为2e－）的相对稳定结构
【学以致用1】某化合物XY2的Y－的粒子示意图可能是（ ）
A．
B．
C．
D．
解析 Y－是带1个单位负电荷的阴离子，只有D符合，D是Cl－。
答案 D
探究二、由核外电子排布规律推断元素
【合作交流】
3．钾的原子结构示意图为什么不能写成
？
提示 原子结构示意图中各电子层上的电子数目必须遵守核外电子的排布规律，该结构示意图中最外层电子数为9，不符合排布规律。
【点拨提升】
1．核外电子排布规律的理解
核外电子的排布规律中的各项是相互联系的，不能孤立地理解，电子总是尽先排布在能量较低的电子层里，即电子先排满K层，当K层排满再排L层，排满L层才排M层，但是不能继续向后推电子排满M层后，再排N层。
如钾原子按这种排法，其原子结构就如图1所示，虽然M层排9个电子并不超过最多18个，但是与最外层不能超过8个电子相矛盾，所以钾的核外电子排布结构如图2所示：
2．元素性质与原子核外电子排布的关系
（1）当原子最外层电子数达到8（只有一个电子层时为2）时，该原子处于稳定结构，化学性质较稳定。
（2）元素的化合价的数值与原子的电子层结构，特别是最外层电子数有关。
例如：
①钠原子最外层只有1个电子，容易失去这个电子而达到稳定结构，因此钠元素在化合物中通常显＋1价。
②氯原子最外层有7个电子，只需得到1个电子便可达到稳定结构，因此氯元素在化合物中常显－1价。
3．1～18号元素原子核外电子排布的特点
（1）最外层电子数为1的原子有H、Li、Na。
（2）最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。
（3）最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。
（4）最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。
（5）内层电子数是最外层电子数2倍的原子是Li、P。
（6）最外层电子数是电子层数2倍的原子是He、C、S。
【典题例证2】已知核电荷数1～18的A、B、C、D四种元素的原子中，质子数为BD的原子核外K层、L层电子数之和等于M层电子数的2倍，试推断：
（1）元素的名称：
C________，D________。
（2）原子结构示意图：
A________，B________。
解析根据核外电子排布规律，A元素次外层只能排2个电子，核电荷数是2＋4＝6，是碳元素；B元素M层上排有电子，则L层上排有8个电子，核电荷数为2＋8＋4＝14，是硅元素；核电荷数1～18元素中，次外层电子数是2个或8个，那么C的最外层电子数是1个或7个，核电荷数是2＋1＝3，是锂元素，或核电荷数是2＋8＋7＝17是氯元素，由于质子数B答案
（1）氯磷
（2）
【学以致用2】下列说法中肯定错误的是（ ）
A．某原子K层上只有一个电子
B．某原子M层上电子数为L层上的电子数的4倍
C．某离子L层和M层上的电子数均为K层的4倍
D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等
解析 K、L、M电子层上最多容纳的电子数分别为2、8、18；K层上可排1个，也可排2个，A正确；当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层最多只能排18个电子，所以某原子M层上电子数为L层上的电子数的4倍即32个，是不可能的，B不正确；L、M层填有电子时，K层电子数为2，则其L、M层的电子数均为8个，离子具有
结构，离子可能是S2－、Cl－、K＋、Ca2＋，C正确；如O2－的结构示意图为
，其核电荷数与最外层电子数相等，D正确。
答案B
1．下列微粒的结构示意图中，表示氟离子的是（ ）
A．
B．
C．
D．
解析 氟元素的核电荷数为9。
答案 A
2．下列叙述正确的是（ ）
A．电子的能量越低，运动区域离核越远
B．核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动
C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子
解析电子能量越低，运动区域离核越近，A错；电子的分层排布即是电子的分层运动，B正确；稀有气体元素中He的原子最外层只有2个电子，C项错；M层为最外层时，最多只能排8个电子，D错。
答案B
3．某元素原子的核外有2个电子层，最外层有6个电子，该元素原子核内质子数为（ ）
A．6B．8
C．14D．16
解析该元素的原子结构示意图为
，故x＝2＋6＝8，即该元素原子核内质子数为8。
答案B
4．根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。
信息
元素名称
原子结构示意图
A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半
B元素原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍
C元素＋1价离子C＋的电子层排布与Ne相同
D元素原子次外层电子数是最外层电子数的
解析L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅
。
当次外层为K层时，最外层电子数则为3，是硼
；当次外层为L层时，最外层电子数为1.5×8＝12，违背了排布规律，故不可能。
C元素原子的质子数为10＋1＝11，故为钠。
当次外层为K层时，D为氧
；当次外层为L层时，最外层则有24个电子，故不可能。
答案（从左到右，从上到下）硅
硼
钠
氧
5．在第n电子层中，当它作为原子的最外电子层时，最多容纳的电子数与n－1层相同，当它作为原子的次外层时，其电子数比n＋1层最多能多10个，则此电子层是（ ）
A．K层B．L层
C．M层D．N层
解析n作为最外层时，最多只能容纳8个电子，所以n－1层应为8个电子，为L层，则n应为M层；若n为次外层，则n＋1为最外层，则次外层电子数最多为10＋8＝18，则进一步证明n为M层。
答案C
课时作业
基础巩固
1．下列粒子的结构示意图中，错误的是（ ）
A．②③④⑤B．①④⑤⑥
C．①②⑤⑥D．①②④⑤
解析①错误，K层最多只能容纳2个电子；②错误，Cl的核电荷数为17；④错误，最外层电子不能超过8个；⑤错误，L层上电子为8个，M层上电子为5个。
答案D
2．下列微粒的示意图中表示阴离子的是（ ）
A．
B．
C．
D．
解析A为氧原子，B为钠离子，C为氯原子，D为氯离子。
答案D
3．下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是（ ）
①核外电子是分层运动的②所有电子在同一区域里运动③能量高的电子在离核近的区域内运动④能量低的电子在离核近的区域内运动
A．①④B．②③
C．①③D．②④
解析原子核外电子是分层运动的，能量越低离核越近，能量越高离核越远。
答案A
4．下列叙述中错误的是（ ）
A．原子最外层电子数不
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